Os primeiros habitantes da região foram os índios da família macro-jê, destacando-se os kaingangs (Coroados) e os Guaranis e Xokléng (Botucudos). Essas comunidades indígenas eram chamadas de bugres ou bugrada. Na época, plantavam milho, abóbora, feijão e mandioca. A fauna era muito rica, sendo comum ver anta, capivara, tateto, paca, tatu e porco-do-mato.
Porto Barreiro pertencia ao município de Laranjeiras do Sul. A emancipação foi sancionada pela Lei Estadual n° 11.248 em 13 de dezembro de 1995. A instalação da Câmara Municipal foi no dia 1° de janeiro de 1997.
O nome é uma junção dos distritos de Porto Santana e Barreirinho, sendo que a palavra “barreirinho” surgiu por existir uma área lamacenta no início da povoação, onde as antas vinham beber água. Daí os primeiros colonizadores batizaram de “barreirinho”, posteriormente mudado para Barreiro.